图1 P3L系统原理图
边缘光抑制激光直写技术（PPI-DLW）作为一种光刻技术，可用于制作加工复杂的三维纳米结构，在微纳光电集成领域发挥着重要的作用。PPI-DLW 中有两束激光，一束用于实现光刻胶聚合，另一束是用于抑制聚合的抑制光。然而目前市面上流行的DLW装置广泛采用单焦点刻写，效率较低。
基于此，浙江大学的研究团队研发了一种基于双光子聚合效应的双通道并行激光直写光刻（P3L）系统，提高了激光直写“打印”的精度和速度，可以实现更高效率的微纳器件制作。该成果以“Direct laser writing breaking diffraction barrier based on two-focus parallel peripheral-photoinhibition lithography”为题发表在Advanced Photonics。
研究团队主要负责人Xu Liu 表示，P3L 系统将光束的两个偏振分量独立调控，形成两个通道，可以执行不同的打印任务，还可以制造具有不同周期的高度复杂的结构。
P3L 系统由编号为1-8的八个模块的物理排列组成。如图1所示，其中模块1和2用于控制光束指向的稳定性，模块3和4使用偏振分束器（PBS）将光束（激发/抑制光束）“一分为二”，模块5和6使用空间光调制器执行相位调制，模块7和8实现激发光和抑制光的合束。
系统中采用声光调制器对两个通道的通断进行兆赫量级的独立控制，两个通道间可以同时执行不同的打印任务，验证了并行DLW光刻技术打印非周期图案和结构的可能性，增加了DLW的灵活性。
正是焦斑的独立调控，使得系统可以同时打印非周期性的复杂图案，而不会影响扫描速度，从而使效率加倍。而且调整两个点的位置和间隔很容易，所以相比具有统一焦斑控制的传统系统来讲，新系统更加灵活实用。
为了测试实际3D纳米结构的并行打印效果，研究人员制作了非周期性立方体框架、六边形网格、线结构和球形结构，展现出其具有超高的分辨率。每个焦斑的相同开关控制增加了系统的灵活性，使得快速制造复杂的非周期性图案和结构成为可能。该系统的双通道并行扫描功能还减少了制造大规模复杂结构所需的时间成本，其效率是传统DLW的两倍。
在谈到新型P3L 系统的应用前景时，Xu Liu表示，他们提出的双通道激光直写光刻有能力克服 DLW 在微纳制造中存在的的挑战，实现包括闪耀光栅、微透镜阵列、微流体结构和超表面在内的各种精细3D结构的DLW光学制造。此外，还可以促进便携式、高分辨率、高通量 DLW 的实现。团队表示，该系统进一步扩展了DLW光学制造的潜在应用范围，有望成为基于纳米技术开发的广泛领域的实用工具。
